DE102012009669B3

DE102012009669B3 - Device for saving energy in hydraulically operated equipment

Info

Publication number: DE102012009669B3
Application number: DE201210009669
Authority: DE
Inventors: Daniel Feld
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: WO2013164073A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften (1), mit einer Versorgungseinheit, insbesondere in Form einer Hydraulikpumpe (31) und mit einem Kolbenspeicher (5) mit mindestens zwei längs bewegbaren Kolben (9, 11), die über ein Kopplungsteil (13) miteinander verbunden sind, das längsverfahrbar in zumindest einer Trennwand (15) geführt ist, die das Kopplungsteil (13) umgebende Zylinderringräume begrenzt, wobei ein Zylinderraum als Druckbetätigungsraum (19) für die für einen Arbeitsvorgang erforderliche Druckversorgung mit der Arbeitsgerätschaft (1) verbunden ist, ein anderer Zylinderraum über eine Drucksteuereinrichtung (27) mit der Versorgungseinheit (31) verbindbar ist und ein weiterer Zylinderraum einen Druckspeicherraum (17) bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass von den durch die jeweilige Trennwand (15) voneinander getrennten Zylinderräume, die als Zylinderringräume das Kopplungsteil (13) umgeben, der eine Zylinderringraum als Druckspeicherraum (17) und der andere Zylinderringraum als mit der Arbeitsgerätschaft (1) verbundener Druckbetätigungsraum (19) vorgesehen ist.A device for energy saving in hydraulically actuated working equipment (1), with a supply unit, in particular in the form of a hydraulic pump (31) and with a piston accumulator (5) with at least two longitudinally movable pistons (9, 11), which are connected via a coupling part (13). connected to each other, which is longitudinally movable in at least one partition (15) which bounds the coupling part (13) surrounding cylinder annuli, wherein a cylinder space is connected as a pressure actuating space (19) for the required for a working pressure supply to the working equipment (1), another cylinder space via a pressure control device (27) with the supply unit (31) is connectable and another cylinder space forms an accumulator chamber (17), characterized in that of the by the respective partition (15) from each other separated cylinder spaces as the cylinder annulus the Surrounding coupling part (13) having a cylinder annulus as pressure accumulator space (17) and the other cylinder annulus space as with the working equipment (1) connected to the pressure actuation space (19) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften, mit einer Versorgungseinheit, insbesondere in Form einer Hydraulikpumpe und mit einem Kolbenspeicher mit mindestens zwei längs bewegbaren Kolben, die über ein Kopplungsteil miteinander verbunden sind, das längs verfahrbar in zumindest einer Trennwand geführt ist, die das Kopplungsteil umgebende Zylinderringräume begrenzt, wobei ein Zylinderraum als Druckbetätigungsraum für die für einen Arbeitsvorgang erforderliche Druckversorgung mit der Arbeitsgerätschaft verbunden ist, ein anderer Zylinderraum über eine Drucksteuereinrichtung mit der Versorgungseinheit verbindbar ist und ein weiterer Zylinderraum einen Druckspeicherraum bildet.The invention relates to a device for energy saving in hydraulically actuated working equipment, comprising a supply unit, in particular in the form of a hydraulic pump and having a piston accumulator with at least two longitudinally movable pistons, which are connected to one another via a coupling part, which is guided longitudinally movable in at least one partition, the cylinder annular space surrounding the coupling part is limited, wherein a cylinder space is connected as pressure actuation space for the pressure supply required for a work with the working equipment, another cylinder space via a pressure control device to the supply unit is connectable and another cylinder space forms a pressure storage space.

Derartige Energieeinspar- und –rückgewinnungsvorrichtungen sind durch EP 0 897 480 B1 und EP 1 254 319 B1 bekannt. Beim Betrieb derartiger Vorrichtungen entsteht bei Bewegungen der über das Kupplungsteil miteinander zwangsgekoppelten Kolben des Doppelkolbenspeichers in der einen Verfahrrichtung durch Volumenverkleinerung in einem Druckspeicherraum ein erhöhter Innendruck, der im Sinne des Entspannens abnimmt, sobald sich die Kolben in der anderen Verfahrrichtung mit einer Vergrößerung des Volumens des Druckspeicherraumes bewegen. Die im Druckspeicherraum eingeschlossene Fluidmenge bildet eine Art Kraftspeicher, vergleichbar einer mechanischen Feder, aus, und die durch die Verfahrbewegung in den Speicherraum eingebrachte Bewegungsenergie der Arbeitsgerätschaft lässt sich wieder abrufen.Such energy saving and recovery devices are by EP 0 897 480 B1 and EP 1 254 319 B1 known. In the operation of such devices arises during movements of the coupling part together forcibly coupled piston of the double piston accumulator in one direction by reducing the volume in a pressure accumulator a higher internal pressure, which decreases in the sense of relaxation, as soon as the piston in the other direction with an increase in the volume of the Move accumulator space. The amount of fluid trapped in the accumulator chamber forms a kind of energy accumulator, comparable to a mechanical spring, and the kinetic energy of the working equipment introduced by the traversing movement into the accumulator space can be retrieved again.

Bei diesen bekannten Lösungen ist der Kolbenspeicher als zentraler Teil der Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung permanent an die Arbeitsgerätschaft angeschlossen, so dass fortlaufend in Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung der Arbeitsgerätschaft Energie in den Kolbenspeicher eingespeichert und von dort wieder abgerufen wird. Bei den Arbeitsgerätschaften kann es sich insbesondere um Arbeitsmaschinen, wie Bagger oder dergleichen, handeln, bei denen Ausleger zu heben und zu senken sind, gegebenenfalls können solche Vorrichtungen jedoch auch in anderen hydraulischen Anlagen benutzt werden, etwa in hydraulischen Bremsanlagen, in Fahrstühlen sowie bei Hydromotoren oder dergleichen.In these known solutions, the piston accumulator is permanently connected as a central part of the energy saving and recovery device to the working equipment, so that continuously in dependence on the working movement of the working equipment energy is stored in the piston accumulator and retrieved from there. The work equipment can be in particular work machines, such as excavators or the like, in which boom to raise and lower, if necessary, however, such devices can also be used in other hydraulic systems, such as hydraulic brake systems, in elevators and hydraulic motors or similar.

Mit besonderem Vorteil lassen sich derartige Vorrichtungen bei Arbeitsgerätschaften, wie Bagger oder dergleichen, als Lastkompensationssystem einsetzen, wobei einer mittleren Kolben- oder Auslegerstellung der hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaft ein entsprechender Innendruck im Druckspeicherraum zugeordnet ist, der sich, wenn der Ausleger unter Last anzuheben ist, unter nutzbarer Energieabgabe entspannt.With particular advantage, such devices can be used in work equipment, such as excavators or the like, as a load compensation system, wherein a middle piston or boom position of the hydraulically actuated working equipment associated with a corresponding internal pressure in the accumulator chamber, which, when the boom is to be lifted under load, below usable energy release relaxed.

Aus der EP 1 233 191 B1 ist ein hydraulischer Oszillator als Antrieb von Maschinen bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung zum Antrieb einer Lastmasse wirken zwei hydraulische Zylinder auf eine anzutreibende Maschinenachse. Auf diese Weise entstehen vier Zylinderräume, die hydraulisch mit der Maschinenachse verknüpft sind. Ein Zylinderraum pro Zylinder ist hierbei mit je einem der beiden Anschlüsse einer Hydraulikpumpe verbunden. Der jeweils andere Zylinderraum der beiden Zylinder ist mit je einem Energiespeicher verbunden. Zum Antrieb der Hydraulikpumpe ist ein Elektromotor vorgesehen und bei dessen Betrieb fährt die Maschinenachse in eine Richtung. Eine Richtungsumkehr des Elektromotors hat entsprechend eine Richtungsumkehr der Maschinenachse zur Folge. Durch die bekannte Lösung soll ein geringerer Leistungsbedarf für den Antrieb erforderlich sein und dergestalt höhere Hubzahlen bei niedrigerem Energieverbrauch realisiert sein. Die offenbarten Ausführungsformen der bekannten Lösung zeigen sämtlich diejenigen Zylinderräume mit der Hydraulikpumpe verbunden, welche jeweils von einem stangenartigen Kopplungsteil als Zylinderstange durchsetzt sind und somit Zylinderringräume mit ringförmigem Querschnitt ausbilden. Da hierbei die Hydraulikpumpe somit jeweils nur auf eine ringförmige Teilfläche des Kolbens wirken kann, ist zum Erreichen der zur Betätigung der Maschinenachse erforderlichen Kräfte das Aufbringen eines relativ hohen Druckniveaus erforderlich.From the EP 1 233 191 B1 a hydraulic oscillator is known as the drive of machines. In the known device for driving a load mass, two hydraulic cylinders act on a machine axis to be driven. This creates four cylinder chambers that are hydraulically linked to the machine axis. A cylinder space per cylinder is in this case connected to one of the two ports of a hydraulic pump. The respective other cylinder space of the two cylinders is connected to one energy storage. To drive the hydraulic pump, an electric motor is provided and during its operation, the machine axis moves in one direction. A reversal of direction of the electric motor has a corresponding direction reversal of the machine axis result. By the known solution a lower power requirement for the drive should be required and be realized in such a way higher stroke rates with lower energy consumption. The disclosed embodiments of the known solution all show those cylinder chambers connected to the hydraulic pump, which are interspersed in each case by a rod-like coupling part as a cylinder rod and thus form annular cylinder chambers with annular cross-section. Since in this case the hydraulic pump can thus act in each case only on an annular partial surface of the piston, the application of a relatively high pressure levels is required to achieve the forces required for the actuation of the machine axis.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der betrachteten Art zur Verfügung zu stellen, die sich, insbesondere bei einem Einsatz für Lastkompensationssysteme, durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a device of the type considered available, which is characterized by a particularly favorable performance, especially when used for load compensation systems.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention this object is achieved by a device having the features of claim 1 in its entirety.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass von den durch die jeweilige Trennwand voneinander getrennten Zylinderräumen des Kolbenspeichers, die als Zylinderringräume das Kopplungsteil umgeben, der eine Zylinderringraum als Druckspeicherraum und der andere Zylinderringraum als mit der Arbeitsgerätschaft verbundener Druckbetätigungsraum vorgesehen ist. Im Unterschied zu den bekannten Lösungen, bei denen die Hydraulikpumpe mit einem Zylinderringraum in Verbindung ist, arbeitet die Versorgungseinheit vorzugsweise in Form einer Hydraulikpumpe bei der Erfindung, da sie mit einem an eine vollflächige Kolbenseite angrenzenden Zylinderraum in Verbindung steht, mit geringerem Druckniveau, was sowohl energetisch als auch betrieblich günstiger ist. Da sowohl der Druckspeicherraum als auch der Druckbetätigungsraum jeweils Zylinderringräume sind, die das höhere Druckniveau führen, zeichnet sich das System auch durch eine erhöhte Energiedichte aus, wodurch auch eine kompakte, raumsparende Bauweise verwirklichbar ist.According to the characterizing part of claim 1, a significant feature of the invention is that of the separated by the respective partition cylinder chambers of the piston accumulator, which surround the coupling part as a cylinder annulus, a cylinder annulus as pressure accumulator and the other cylinder annulus as connected to the implement shaft pressure actuation space is provided. In contrast to the known solutions in which the hydraulic pump is in communication with a cylinder annulus, the supply unit preferably operates in the form of a hydraulic pump in the invention, as it communicates with a cylinder space adjacent to a full-surface side of the piston stands, with lower pressure levels, which is both energetically and operationally cheaper. Since both the accumulator chamber and the pressure actuation chamber are each cylinder annular spaces, which lead to the higher pressure level, the system is also characterized by an increased energy density, whereby a compact, space-saving design can be realized.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Druckspeicherraum an eine Druckversorgungseinrichtung anschließbar.In particularly advantageous embodiments, the pressure storage space can be connected to a pressure supply device.

Bei im Druckspeicherraum befindlicher Hydraulikflüssigkeit kann es sich bei der Druckversorgungseinrichtung um zumindest einen Hydrospeicher handeln, beispielsweise in Form eines Blasenspeichers. Jedoch können auch einer oder mehrere Kolbenspeicher vorgesehen sein.When located in the pressure accumulator space hydraulic fluid may be at least one hydraulic accumulator in the pressure supply device, for example in the form of a bladder accumulator. However, one or more piston accumulators can also be provided.

Die Drucksteuereinrichtung kann zumindest ein ansteuerbares Schaltventil aufweisen, mittels dessen die Hydraulikpumpe mit einem zugeordneten, an eine vollflächige Kolbenseite angrenzenden Zylinderraum verbindbar ist.The pressure control device may comprise at least one controllable switching valve, by means of which the hydraulic pump can be connected to an associated, adjacent to a full-surface side of the piston cylinder space.

Die Arbeitsgerätschaft kann zumindest einen hydraulisch betätigbaren Arbeitszylinder aufweisen, der vorzugsweise mit seinem an die vollflächige Kolbenseite seines Arbeitskolbens angrenzenden Arbeitsraum mit dem Druckbetätigungsraum des Kolbenspeichers verbindbar ist.The working equipment may comprise at least one hydraulically actuable working cylinder, which is preferably connectable with its adjacent to the full-surface piston side of its working piston working space with the pressure actuating chamber of the piston accumulator.

Im Betrieb kann die Rückfahrbewegung des Arbeitskolbens der Arbeitsgerätschaft in passiver Weise durch die auf den ausgefahrenen Arbeitskolben wirkende Lastkraft oder Gegenkraft der Arbeitsgerätschaft erfolgen oder, alternativ, indem eine aktive Rückfahrbewegung bewirkt wird, wobei ein freier Zylinderraum des Kolbenspeichers, also im vorliegenden Fall ein an eine vollflächige Kolbenseite angrenzender Zylinderraum, mit der Versorgungseinheit verbunden wird. Auch kann ein stangenseitiger Raum des Arbeitszylinders mit der Versorgungseinheit, insbesondere in Form einer Hydraulikpumpe verbindbar sein.In operation, the return movement of the working piston of the working equipment in a passive manner by acting on the extended working piston load or counterforce of the working equipment done or, alternatively, by an active return movement is effected, with a free cylinder space of the piston accumulator, so in the present case to a full-surface piston side adjacent cylinder space is connected to the supply unit. Also, a rod-side space of the working cylinder with the supply unit, in particular in the form of a hydraulic pump can be connected.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention with reference to embodiments shown in the drawings will be explained in detail. Show it:

1 in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung eine Schaltplandarstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 1 in schematic and not to scale representation of a circuit diagram of an embodiment of the device according to the invention and

2 bis 5 entsprechende Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele der Vorrichtung; 2 to 5 corresponding representations of further embodiments of the device;

Das in 1 in Form einer schematisch vereinfachten Schaltplandarstellung gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient der Energieeinsparung sowie -rückgewinnung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften, von denen in 1 lediglich ein Arbeitszylinder dargestellt und mit 1 bezeichnet ist. Der Arbeitszylinder 1 ist hydraulisch betätigbar, um eine Arbeits- oder Ausfahrbewegung seines Arbeitskolbens 3 zu erzeugen, die gegen eine Lastkraft oder Gegenkraft erfolgt, die in 1 mit einem Pfeil F bezeichnet ist. Dabei kann es sich um die Lastkraft eines Kranauslegers oder dergleichen handeln.This in 1 Embodiment of the device according to the invention shown in the form of a schematically simplified Schematic representation serves the energy saving and recovery in hydraulically actuated equipment, of which 1 only a working cylinder shown and with 1 is designated. The working cylinder 1 is hydraulically actuated to a working or outward movement of his working piston 3 generate, which takes place against a load force or counterforce, which in 1 is denoted by an arrow F. This may be the load of a crane jib or the like.

Die Vorrichtung weist des weiteren einen Kolbenspeicher in Form eines Doppelkolbenspeichers 5 auf, in dessen Gehäuse 7 mindestens zwei längsverfahrbare Kolben 9 und 11 angeordnet sind. Diese sind mit ihrem jeweils benachbart gegenüberliegenden Kolben 9 bzw. 11 über ein stangenartiges Kopplungsteil 13 fest miteinander verbunden. Das Kopplungsteil 13 selbst ist längs verfahrbar in etwa mittig in einer Trennwand 15 des Gehäuses 7 geführt. Die Trennwand 15 begrenzt mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben 9, 11 zwei das Kopplungsteil 13 umgebende Zylinderringräume, von denen der eine Zylinderringraum einen Druckspeicherraum 17 und der andere Zylinderringraum einen Druckbetätigungsraum 19 bildet. Letzterer ist über eine Druckleitung 21 für die für einen Arbeitsvorgang erforderliche Druckversorgung mit dem Arbeitszylinder 1 der Arbeitsgerätschaft verbunden, d. h. dieser Kolben dient als Druckbetätigungskolben 11.The device further comprises a piston accumulator in the form of a double piston accumulator 5 in, in its housing 7 at least two longitudinally movable pistons 9 and 11 are arranged. These are with their respective adjacent opposite piston 9 respectively. 11 via a rod-like coupling part 13 firmly connected. The coupling part 13 itself is longitudinally movable approximately in the middle in a partition wall 15 of the housing 7 guided. The partition 15 limited with the two adjacent opposing pistons 9 . 11 two the coupling part 13 surrounding cylindrical ring spaces, of which the one cylinder annulus a pressure accumulator space 17 and the other cylinder annulus has a pressure operation space 19 forms. The latter is via a pressure line 21 for the required pressure for a work operation with the working cylinder 1 the working equipment connected, ie this piston serves as a pressure actuating piston 11 ,

Für diese Betätigungsfunktion grenzt der Druckbetätigungskolben 11 mit seiner vollflächigen Kolbenseite an einen Pumpenraum 23 an, der über eine Pumpenleitung 25 mit einer Drucksteuereinrichtung 27 in Verbindung ist. Diese weist ein ansteuerbares Schaltventil 29 auf, das beim Beispiel von 1 durch ein 2/2-Wegeventil gebildet ist, über das die Pumpenleitung 25 mit einer Hydropumpe 31 als Versorgungseinheit verbindbar ist. Der dem Pumpenraum 23 entgegengesetzte Raum, der an die vollflächige Kolbenseite des Kolbens 9 angrenzt, ist als Umgebungsraum 33 zum Tank 35 hin belüftbar oder alternativ evakuierbar. Der auf der anderen Kolbenseite des an den Umgebungsraum 33 angrenzenden Kolbens 9 befindliche Druckspeicherraum 17 in Form eines das Kopplungsteil 13 umgebenden Zylinderringraumes ist mit einer Druckversorgungseinrichtung 37 in Verbindung. Wenn der Druckspeicherraum 17 ein flüssiges Druckmedium enthält, beispielsweise Hydrauliköl, weist die Druckversorgungseinrichtung 37 einen Hydrospeicher 39 auf. Bei im Druckspeicherraum 17 befindlichem, gasförmigen Druckmedium, beispielsweise N₂, kann die Druckversorgungseinrichtung 37 einen mit Stickstoff befüllten Druckbehälter aufweisen.For this actuation function adjoins the pressure actuating piston 11 with its full-surface piston side to a pump room 23 on, via a pump line 25 with a pressure control device 27 is in communication. This has a controllable switching valve 29 on, the example of 1 is formed by a 2/2-way valve, via which the pump line 25 with a hydraulic pump 31 can be connected as a supply unit. The pump room 23 opposite space, which is attached to the full-surface piston side of the piston 9 is adjacent as an environment space 33 to the tank 35 vented or alternatively evacuated. The one on the other side of the piston to the surrounding space 33 adjacent piston 9 located accumulator space 17 in the form of the coupling part 13 surrounding cylinder annulus is with a pressure supply device 37 in connection. When the accumulator room 17 contains a liquid pressure medium, such as hydraulic oil, has the pressure supply device 37 a hydraulic accumulator 39 on. In the pressure storage room 17 located, gaseous pressure medium, for example, N ₂ , the pressure supply device 37 have a nitrogen-filled pressure vessel.

Die 1 zeigt die Vorrichtung in einem Betriebszustand, der der Mittellage des Arbeitskolbens 3 und der Kolben 9 und 11 des Doppelkolbenspeichers 5 entspricht. In diesem Fall gleicht der Vorspanndruck, der im Druckspeicherraum 17 herrscht, den durch die Gegenkraft F im Arbeitszylinder 1 erzeugten, über die Leitung 21 im Druckbetätigungsraum 19 herrschenden Innendruck aus. Bei einem Absenken, d. h. einer Rückfahrbewegung des Arbeitskolbens 3, führt die über die Druckleitung 21 im Druckbetätigungsraum 19 bewirkte Druckerhöhung zu einer Verschiebung der Kolben 9 und 11 in der Fig. nach rechts zu einem Druckanstieg im Druckspeicherraum 17, d. h. zum Aufbau eines verstärkten Druckpolsters, das für einen anschließenden Arbeitsvorgang, wenn für eine Ausfahrbewegung des Arbeitskolbens 3 der Pumpenraum 23 über das Schaltventil 29 mit der Hydropumpe 31 verbunden ist, im Sinne der Energierückgewinnung nutzbar ist.The 1 shows the device in an operating state of the central position of the working piston 3 and the piston 9 and 11 of the double piston accumulator 5 equivalent. In this case, the preload pressure in the accumulator chamber is the same 17 prevails, by the counterforce F in the working cylinder 1 generated, over the line 21 in the pressure actuating chamber 19 prevailing internal pressure. When lowering, ie a return movement of the working piston 3 , which leads over the pressure line 21 in the pressure actuating chamber 19 caused increase in pressure to a displacement of the piston 9 and 11 in the figure to the right to a pressure increase in the pressure storage chamber 17 , ie for building up a reinforced pressure pad, for a subsequent operation, when for an extension movement of the working piston 3 the pump room 23 via the switching valve 29 with the hydraulic pump 31 is connected, in the sense of energy recovery is available.

Für einen Einsatz zur Lastkompensation ist der Druck des die Kompensationskraft erzeugenden Gaspolsters im Druckspeicherraum 17 vorzugsweise geringer als der durch die als Lastkraft wirkende Gegenkraft F im Druckbetätigungsraum 19 erzeugte Druck.For use for load compensation, the pressure of the compensation force generating gas cushion in the pressure storage chamber 17 preferably less than the force acting as a load force counterforce F in Druckbetätigungsraum 19 generated pressure.

Das Ausführungsbeispiel von 2 entspricht dem Beispiel von 1, abgesehen davon, dass der in 1 als Umgebungsraum 33 bezeichnete Zylinderraum des Doppelkolbenspeichers 5 nicht unmittelbar mit dem Tank 35 verbunden ist, sondern über eine Leitung 41 mit dem Schaltventil 29 verbunden ist. Dieses ist beim Ausführungsbeispiel von 2 als Wegeventil ausgebildet, über das die Leitung 41 wahlweise mit der Hydropumpe 31 verbindbar ist, während der Pumpenraum 23 gleichzeitig über das Schaltventil 29 zum Tank 35 geschaltet, also drucklos ist. Dieser Betriebszustand ermöglicht eine aktive Rückfahrbewegung des Arbeitskolbens 3 des Arbeitszylinders 1 durch Druckversorgung des in 1 als Umgebungsraum 33 bezeichneten Raumes, wodurch sich die Kolben 9, 11 in 2 nach rechts bewegen und das Volumen des Druckbetätigungsraumes 19 dadurch vergrößert wird, so dass sich das Druckniveau im Arbeitszylinder 1 über die Leitung 21 verringert. Für die Ausfahrbewegung des Arbeitskolbens 3 für einen Arbeitsvorgang schaltet das Wegeventil 29 den Pumpenraum 23 über die Pumpenleitung 25 zur Hydropumpe 31, während der Raum 33 über die Leitung 41 zum Tank 35 geschaltet, also drucklos ist. wiederum ist die bei einem vorausgegangenen Absenken des Arbeitskolbens 3 im Druckspeicherraum 17 gespeicherte Druckenergie für die Ausfahrbewegung nutzbar.The embodiment of 2 corresponds to the example of 1 , except that the in 1 as an environment space 33 designated cylinder space of the double piston accumulator 5 not directly with the tank 35 connected but via a line 41 with the switching valve 29 connected is. This is the embodiment of 2 designed as a directional control valve, via which the line 41 optionally with the hydraulic pump 31 is connectable while the pump room 23 simultaneously via the switching valve 29 to the tank 35 switched, so it is depressurized. This operating state allows an active return movement of the working piston 3 of the working cylinder 1 by supplying pressure to the in 1 as an environment space 33 designated space, causing the pistons 9 . 11 in 2 move to the right and the volume of the pressure actuation chamber 19 This increases, so that the pressure level in the working cylinder 1 over the line 21 reduced. For the extension movement of the working piston 3 for one operation, the directional valve switches 29 the pump room 23 via the pump line 25 to the hydraulic pump 31 while the room 33 over the line 41 to the tank 35 switched, so it is depressurized. in turn, this is at a previous lowering of the working piston 3 in the pressure storage room 17 stored pressure energy usable for the extension movement.

Das Ausführungsbeispiel von 3 entspricht ebenfalls dem Beispiel von 1, abgesehen davon, dass die Druckversorgungseinrichtung 37 zwei Hydrospeicher 61 und 63 in Form von Blasenspeichern aufweist. Diese sind wahlweise mittels Schaltventilen 65 und 67 einzeln oder gemeinsam mit dem Druckspeicherraum 17 verbindbar. Dadurch sind nach Wunsch unterschiedliche Druckniveaus am Arbeitszylinder 1 sowie unterschiedliche Arbeitskennlinien verfügbar.The embodiment of 3 also corresponds to the example of 1 , except that the pressure supply device 37 two hydraulic accumulators 61 and 63 in the form of bladder accumulators. These are optionally by means of switching valves 65 and 67 individually or together with the accumulator space 17 connectable. As a result, as desired different pressure levels on the working cylinder 1 as well as different working characteristics available.

Wie es in 4 gezeigt ist, können bei einem derartigen Ausführungsbeispiel anstelle von Blasenspeichern 61, 63 auch Kolbenspeicher 69 und 71 vorgesehen sein. Die Speicherauslegung kann hierbei so getroffen sein, dass Speicherkolben auf der Ölseite aufsetzen können, wobei die Vorspannungen der Speicher so gewählt sind, dass bei einem Senken der Last zunächst ein Speicher 69 oder 71 und sodann der andere Speicher 69 oder 71 gefüllt wird. Den Kolbenspeichern 69, 71 zugeordnete Schaltventile 73 und 75 können dann gegebenenfalls entfallen. Durch wahlweises Zuschalten der Speicher 69, 71 mittels der Schaltventile 73 bzw. 75 lassen sich jedoch auch wiederum unterschiedliche Druckniveaus und Kennlinien am Arbeitszylinder 1 realisieren.As it is in 4 can be used instead of bladder accumulators in such an embodiment 61 . 63 also piston accumulator 69 and 71 be provided. The memory design can be made in this case so that accumulator piston can put on the oil side, the bias voltages of the memory are selected so that when lowering the load first a memory 69 or 71 and then the other memory 69 or 71 is filled. The piston accumulators 69 . 71 associated switching valves 73 and 75 can then be omitted if necessary. By selectively connecting the memory 69 . 71 by means of switching valves 73 respectively. 75 However, in turn, different pressure levels and characteristics can be on the working cylinder 1 realize.

Die 5 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zylinderringräume, d. h. der Druckspeicherraum 17 und der Druckbetätigungsraum 19, nicht durch eine einzige, gemeinsame Trennwand 15 voneinander getrennt sind, sondern durch zwei in einem Abstand voneinander befindliche Trennwände 79 und 81, wobei das Kopplungsteil der Kolben 9 und 11 durch eine geteilte, eine Gelenkstelle 83 aufweisende Kolbenstange 85 gebildet ist. Durch die voneinander gesonderten Trennwände 79, 81 ist das Gehäuse des Doppelkolbenspeichers 5 durch zwei voneinander getrennte Teilzylinder 87 und 89 gebildet, bei denen es sich zwecks Kostenersparnis um Standard-Hydraulikzylinder handeln kann.The 5 Finally, shows an embodiment in which the cylinder annulus, ie the pressure storage space 17 and the pressure operating room 19 not by a single, shared partition 15 are separated from each other, but by two spaced apart partitions 79 and 81 , wherein the coupling part of the piston 9 and 11 through a split, joint 83 having piston rod 85 is formed. Through the separate partitions 79 . 81 is the housing of the double piston accumulator 5 by two separate sub-cylinders 87 and 89 formed, which may be to standard cost hydraulic cylinders for the purpose of cost savings.

Claims

Device for saving energy in hydraulically operated equipment ( 1 ), with a supply unit, in particular in the form of a hydraulic pump ( 31 ) and with a piston accumulator ( 5 ) with at least two longitudinally movable pistons ( 9 . 11 ), which via a coupling part ( 13 ) are longitudinally movable in at least one partition ( 15 ) is guided, the coupling part ( 13 ) surrounding cylindrical annular spaces, wherein a cylinder space as a pressure-actuated space ( 19 ) for the pressure supply to the working equipment required for a working process ( 1 ), another cylinder space via a pressure control device ( 27 ) with the supply unit ( 31 ) is connectable and another cylinder space an accumulator space ( 17 ), characterized in that of the through the respective partition ( 15 ) cylinder spaces separated from each other, the cylinder ring spaces as the coupling part ( 13 ), which has a cylindrical annular space as an accumulator space ( 17 ) and the other cylinder annulus than with the work equipment ( 1 ) connected pressure actuation space ( 19 ) is provided.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure storage space ( 17 ) to a pressure supply device ( 37 ) is connectable.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a cylinder space, which at the full-surface piston side of that piston ( 9 ), which with its other piston side the pressure storage space ( 17 ), as ambient space ( 33 ) is connectable to the ambient air.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure supply device ( 37 ) at least one accumulator ( 39 ; 61 . 63 ; 69 . 71 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the pressure storage space ( 17 ) befindlicher hydraulic fluid as accumulator at least one hydraulic accumulator ( 39 ; 61 . 63 ; 69 . 71 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure control device ( 27 ) at least one controllable switching valve ( 29 ), by means of which the supply unit ( 31 ) with an associated, adjacent to a full-surface piston side cylinder space ( 23 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the working equipment at least one hydraulically actuable working cylinder ( 1 ), which, preferably with its on the full-surface piston side of its working piston ( 3 ) adjacent working space, with the pressure actuation space ( 19 ) of the piston accumulator ( 5 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for a return movement of the working piston ( 3 ) of the working cylinder ( 1 ) the environment space ( 33 ) by means of the switching valve ( 29 ) with the supply unit ( 31 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for the separation of the cylinder annulus ( 17 . 19 ) two spaced-apart partitions ( 81 . 79 ) as constituents of two separate partial cylinders ( 89 . 87 ) of the double piston accumulator ( 5 ) are provided.